V(HA)>V(HB)>V(HD),选项D错误。
答案选A。
8.SO2是高中化学重点学习的三大气体之一,是常见的大气污染物之一,同时也是重要的工业原料,探究其制备方法和性质具有非常重要的意义,请回答下列问题。
Ⅰ.某研究小组将纯净的SO2气体通入0.5mol·L-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀。
为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2,该小组提出了如下假设:
假设一:
溶液中的NO3-假设二:
溶液中溶解的O2
(1)验证假设一:
①请在下表空白处填写相关实验现象
实验步骤
实验现象
结论
实验1:
在盛有不含O2的10mL0.5mol/LBaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体。
________
假设一
成立
实验2:
在盛有不含O2的10mL0.5mol/LBa(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体。
________
②设计实验一的目的是________________________。
(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线如图甲。
实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)
___________________________________________。
Ⅱ.我国规定空气中SO2含量不得超过0.02mg/L。
某化学兴趣小组选用图乙实验装置,测定工业原料气(含SO2、N2、O2)中SO2的含量。
(1)若原料气从左向右流,上述装置连接的顺序是:
原料气→________________________________(用字母和箭头表示)。
当装置②中出现______现象时,立即停止通气。
(2)你认为以下试剂中,可以用来代替试管中的酸性高锰酸钾溶液的是________。
A.NaOH溶液B.溴水
C.氨水 D.BaCl2溶液
Ⅲ.中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25g/L。
某兴趣小组用图丙装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对含量定性测定。
(1)B中加入250.00ml葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,除去C中过量的H2O2,然后用0.0600mol/LNaOH标准溶液进行滴定,滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00ml,该葡萄酒中SO2含量为__________g/L。
(2)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施______________________。
【答案】
(1).无明显现象
(2).有白色沉淀(3).做对比实验(4).3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+2NO↑+4H+(或3H2SO3+2NO3-=2NO↑+3SO42-+4H++H2O)(5).c→d→b→a→e(6).溶液紫(或紫红)色褪去(7).B(8).0.192或0.19(9).原因:
盐酸的挥发;改进措施:
用不挥发的强酸例如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,排除盐酸挥发的影响。
【解析】Ⅰ.
(1)①根据强酸制弱酸的原理,亚硫酸是弱酸不能制备盐酸,故实验1无明显现象,SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸显酸性,电离出H+,和NO3-结合生成硝酸,具有强氧化性,将SO32-氧化成SO42-,故生成白色的BaSO4沉淀;②设计实验一的目的是做对比实验,证明实验2产生的不是亚硫酸钡沉淀;
(2)3SO2+2NO3-+2H2O=3SO42-+2NO↑+4H+或3H2SO3+2NO3-=2NO↑+3SO42-+4H++H2O,反应产生硝酸,硝酸的酸性强于亚硫酸;
Ⅱ.
(1)SO2用碘吸收,氧气和氮气不溶于水,可以通过排水法测量其体积。
所以正确的顺序为原料气→c→d→b→a→e;由于碘遇淀粉显蓝色,所以当溶液蓝色褪去时,立即停止通气;
(2)四种物质除了氯化钡外都能吸收SO2,但氢氧化钠和氨水无法判断反应终点,而溴水反应时颜色变浅直至完全褪色,可以判断终点。
答案选B;
Ⅲ.
(1)根据方程式可知2NaOH~H2SO4~SO2,则SO2的质量是
×64g/mol=0.048g,则该葡萄酒中SO2的含量为
=0.192g/L;
(2)由于盐酸是挥发性酸,进入C装置的气体除了SO2外还有氯化氢,氯化氢也与氢氧化钠反应,从而使得消耗氢氧化钠溶液的体积增加,导致测定结果偏高。
因此改进的措施为用不挥发的强酸,例如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,扣除盐酸挥发的影响。
9.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H1
②CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H2③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
化学键
H-H
C-O
C
O
H-O
C-H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1076
465
413
(1)已知反应①中的相关的化学键键能(“C
O”表示CO的化学键)数据见表:
由此计算△H2=________kJ·mol-1,已知△H1=-58kJ·mol-1,则△H3=________kJ·mol-1
(2)反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为_______________。
(3)一定条件下,在2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2发生反应①。
下如图是反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线。
①当温度为500K时,该反应10min达到平衡。
0~10min时间内用CH3OH表示该反
应的化学反应速率为_____________________。
②若改充入1molCO2和3molH2,则如图1中的曲线会_________(填“上移”或“下移”)。
(4)某温度下在容积为2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2合成甲醇,发生反应②,各组分的物质的量随时间的变化情况如上如图所示。
①5min至10min时速率变化的原因可能是_____________________________;
②若该反应在恒温恒压下进行,能说明该反应达到平衡状态的是____________。
A.单位时间内消耗CO的浓度与生成CH3OH的浓度相等
B.混合气体的密度不变
C.CO和H2的体积分数之比不变
D.混合气体的平均相对分子质量不变
③15min时,仅增加反应体系中CO的物质的量(其他条件不变),至20min时反应重新达到平衡;则新加入的CO的物质的量为_________mol(保留两位有效数字)。
【答案】
(1).-99
(2).+41(3).K1=K2·K3(或者K3=K1/K2)(4).0.03mol/(L·min)(5).上移(6).使用了催化剂(其他合理答案也可)(7).BD(8).0.53
【解析】
(1)反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值,则根据表中数据和反应的化学方程式CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)可知反应热△H2=1076kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-3×413kJ·mol-1-343kJ·mol-1-465kJ·mol-1=-99kJ·mol-1;根据盖斯定律可知①-②即可等到反应③,则△H3=-58kJ·mol-1+99kJ·mol-1=+41kJ·mol-1;
(2)K1=
,K2=
,K3=
,K1=
=
×
=K2·K3;(3)①根据图中信息可知,0~10min时间内用CH3OH表示该反应的化学反应速率为
=0.03mol/(L·min);②若改充入1molCO2和3molH2,则增大了氢气的浓度,相同温度下二氧化碳的转化率增大,则图1中的曲线会上移;(4)①根据图中信息,5min至10min时各反应物的量变化同等倍数增大,反应速率同等倍数增大,变化的原因可能是使用了催化剂;②根据反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)在恒温恒压下进行,A.无论反应是否达到平衡状态,生成CH3OH的速率与消耗CO的速率始终相等,所以不能作为判断平衡状态的依据,选项A错误;B.混合物的质量始终不变,容器的体积可变,所以混合气体的密度随体积的变化而变化,当密度不变了,则已达平衡状态,选项B正确;C.CO和H2的投料比按反应计算数之比投料,反应过程中体积分数之比始终不变,所以不能作为判断平衡状态的依据,选项C错误;D.反应前后,混合气体的物质的量改变,气体的质量不变,反应达到平衡状态时,混合气体的相对平均分子质量不变,所以能作为判断平衡状态的依据,选项D正确。
答案选BD;③15min时,仅增加反应体系中CO的物质的量(其他条件不变),至20min时反应重新达到平衡;设新加入的CO的物质的量为x,根据三段式可得:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
15min时的物质的量0.4+x0.80.6
改变的物质的量0.10.20.1
20min时的物质的量0.4+x-0.10.60.7
温度不变,故平衡常数相等,得
=
,解得x=0.53。
10.资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用,如回收利用电解精炼铜的阳极泥中含有的银、铂、金等贵重金属。
提炼阳极泥的方法有多种,湿法提炼是其中重要的一种,其主要生产流程如下:
请回答下列问题:
(1)各步生产流程中都涉及了同一种分离方法,该方法需要的玻璃仪器有玻璃棒和_______。
(2)脱铜渣A中含有AgCl,它溶于浓氨水的离子方程式为 _________________________________。
(3)已知N2H4被银氨溶液氧化的产物是氮气,则每生成1molAg,需要消耗_______gN2H4。
(4)固体B中单质Au在酸性环境下与NaClO3、NaCl反应生成NaAuCl4;在NaAuCl4
中Au元素的化合价为______,该反应的离子方程式为
____________________________________________。
(5)阳极泥中的铜可以用FeC13溶液浸出,所得溶液主要含有的阳离子为Cu2+、Fe3+和Fe2+;结合右图分析:
(其中的纵坐标代表金属阳离子浓度的对数)
①要从浸出液中提纯铜,最好先加入酸化的双氧水,目的是_________________________________,然后加入适量的CuO调节pH=3.7,除去______离子;
②从图中数据计算可得Cu(OH)2的Ksp约为____________________。
【答案】
(1).烧杯、漏斗
(2).AgCl+2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O(3).8(4).+3价(5).2Au+ClO3-+7Cl-+6H+
2AuCl4-+3H2O(6).将Fe2+氧化为Fe3+(7).Fe3+(8).1.0×10-20
【解析】
(1)各步生产流程中都涉及了同一种分离方法将固体和溶液分开,是过滤操作,该方法需要的玻璃仪器有玻璃棒和烧杯、漏斗;
(2)脱铜渣A中含有AgCl,它溶于浓氨水生成络合离子的离子方程式为:
AgCl+2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O;(3)根据化学反应N2H4+4Ag(NH3)2OH+=N2↑+4Ag↓+4H2O+8NH3↑可知,每生成1molAg,需要消耗
N2H4;(4)设在NaAuCl4中Au元素的化合价为x,则+1+x+(-1)×4=0,解得x=+3,Au在酸性环境下与NaClO3、NaCl反应生成NaAuCl4的离子方程式为:
2Au+ClO3-+7Cl-+6H+
2AuCl4-+3H2O;(5)①要从浸出液中提纯铜,最好先加入酸化的双氧水,将Fe2+氧化为Fe3+;然后加入适量的CuO调节pH=3.7,Fe3+离子转化为沉淀而除去;②由图中可知,当PH=6时,lgc(Cu2+)=-4,则c(OH-)=10-8mol/L,c(Cu2+)=10-4mol/L,故KspCu(OH)2=c(Cu2+)•c2(OH-)=10-4mol/L×(10-8mol/L)2=10-20mol3/L3。
11.铜是重要的金属,广泛应用于电气、机械制造、国防等领域,铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。
回答下列问题:
(1)CuSO4晶体中S原子的杂化方式为________,SO42-的立体构型为_______________。
(2)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等,其制备方法如下:
①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为__________________。
N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为__________________________(填元素符号)。
②向CuSO4溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列说法正确的是________
A.氨气极易溶于水,原因之一是NH3分子和H2O分子之间形成氢键的缘故
B.NH3分子和H2O分子,分子空间构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角
C.Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,会析出深蓝色的晶体
D.已知3.4g氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体,并放出akJ热量,则NH3的燃烧热的热化学方程式为:
NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(g)ΔH=-5akJ·mol-1
(3)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)即可得到配合物A,其结构如下左图所示。
①1mol氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)含有σ键的数目为________________。
②氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。
写出二氧化碳的一种等电子体:
_______________(写化学式)。
③已知:
硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体,其结构如上右图所示。
则该化合物的化学式是________________。
【答案】
(1).sp3
(2).正四面体(3).1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(4).N>O>S(5).AC(6).8×6.02×1023(7).N2O(或SCN-、NO3-等)(8).Cu2O
【解析】
(1)CuSO4晶体中S原子的价层电子对数=
=4,孤电子对数为0,采取s